Логотип Автор24реферат
Заказать работу
%
уникальность
не проверялась
Решение задач на тему:

Решить волновое уравнение с нулевыми граничными условиями методом разделения переменных Фурье

уникальность
не проверялась
Аа
2941 символов
Категория
Электроника, электротехника, радиотехника
Решение задач
Решить волновое уравнение с нулевыми граничными условиями методом разделения переменных Фурье .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Решить волновое уравнение с нулевыми граничными условиями методом разделения переменных Фурье ∂2u∂t2=a2∂2u∂x2 с граничными условиями u0,t=0;ul,t=0 и начальными условиями ux,0=fx=L-xx, ∂ux,0∂t=ϕx. L ϕx 2 3 2 2

Нужно полное решение этой работы?

Решение

Потяни, чтобы посмотреть
Имеем следующую задачу:
∂2u∂t2=9∂2u∂x2,0<x<2,t>0
u0,t=0;u2,t=0
ux,0=fx=2-xx, ∂ux,0∂t=2
Согласно методу Фурье решение уравнения будем искать в виде произведения двух функций:
u=ux,t=X(x)T(t)
При этом функция X(x) зависит только от x, а T(t) – только от t.
Подставляем в уравнение:
XxT''t=9X''(x)T(t)
Разделяем переменные:
T''(t)9Tt=X''(x)Xx
Имеем тождественное равенство двух функций, зависящих от разных переменных. Значит, каждая из этих функций есть константа (обозначим λ):
T''(t)9Tt=X''(x)Xx=λ
Данное соотношение равносильно системе уравнений:
X''x-λXx=0T''t-9λTt=0
Граничные условия X0Tt=0 и X2Tt=0 дают X0=X2=0, т.е. ищем ненулевые решения уравнения X''x-λXx=0 - обыкновенного линейного дифференциальные уравнения 2-го порядка с постоянными коэффициентами . Его характеристическое уравнение: k2-λ=0
Рассмотрим возможные случаи:
а) λ=0 Xx=c1x+c2
Условия X0=X2=0 дают только тривиальное решение c1=c2=0, т.е. X(x)≡0, поэтому λ=0 отбрасываем.
б) λ>0 Xx=c1eλx+c2e-λx
Пробуем удовлетворить краевым условиям X0=X2=0:
c1+c2=0c1e2λ+c2e-2λ=0
Получаем опять же c1=c2=0, поэтому λ>0 отбрасываем.
в) λ<0 Xx=c1cos-λx+c2sin-λx.
Пробуем удовлетворить краевым условиям X0=X2=0:
c1cos0+c2sin0=0c1cos2-λ+c2sin2-λ=0 c1=0c2sin2-λ=0
Тогда:
c2sin2-λ=0 2 -λ=πn λ=-π2n24,n=1,2,…
Т.е. получили собственные функции вида:
Xn(x)=cnsinπn2x
Возвращаемся к уравнению T''t-9λTt=0
50% задачи недоступно для прочтения
Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение
Получить задачу
Больше решений задач по электронике, электротехнике, радиотехнике:

Резистор с сопротивлением Rd=0 2 Ом и сглаживающий реактор с индуктивностью Ld=

1078 символов
Электроника, электротехника, радиотехника
Решение задач

Определить для указанного усилителя с заданными Rб=5 кОм

881 символов
Электроника, электротехника, радиотехника
Решение задач

Для схемы электрической цепи, приведенной на рисунке 2.1, необходимо выполнить следующе

4329 символов
Электроника, электротехника, радиотехника
Решение задач
Все Решенные задачи по электронике, электротехнике, радиотехнике
Закажи решение задач
Оставляя свои контактные данные и нажимая «Узнать стоимость», я соглашаюсь пройти процедуру регистрации на Платформе, принимаю условия Пользовательского соглашения и Политики конфиденциальности в целях заключения соглашения.

Наш проект является банком работ по всем школьным и студенческим предметам. Если вы не хотите тратить время на написание работ по ненужным предметам или ищете шаблон для своей работы — он есть у нас.